KR101922442B1

KR101922442B1 - 토마토 항산화 액비 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101922442B1
Application number: KR1020160175543A
Authority: KR
Inventors: 남춘우; 안세웅; 서태철; 희 전; 문희자; 최장선
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2016-12-21
Filing date: 2016-12-21
Publication date: 2018-11-28
Also published as: KR20180072215A

Abstract

본 발명은 토마토의 부산물, 산야초, 약초, 해초 및 스테비아를 포함하는 토마토 재배용 기능성 강화 액비 조성물에 관한 것으로, 상기 액비 조성물에 의해 성장한 토마토는 베타카로틴, 플라보노이드 또는 폴리페놀 함량이 증가되는 효과가 있어 본 발명의 조성물은 기능성 강화된 토마토 생산에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

토마토 항산화 액비 조성물 및 그 제조방법{Antioxidant liquid fertilizer for culturing tomato and method for preparing the same}

본 발명은 토마토 항산화 액비 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

토마토는 남아메리카 서부 고원지대가 원산지로, 19세기 초에 국내에 들어온 것으로 알려져있으며, 우리말로 '일년감'이라고도 한다. 쌍떡잎식물 통화식물목 가지과의 한해살이풀로서, 저온에 약하므로 서리를 맞으면 말라죽으며, 여름의 고온에서는 결실이 나빠지고 병해 등이 많이 발생한다. 재배조건이 좋으면 종자를 심은지 약 60일에 꽃이피기 시작하여, 그 뒤 약 40일 이면 첫번째 열매를 수확할 수 있다. 상기 열매는 식용하거나 민간에서 고혈압·당뇨 등에 약으로 쓰인다.

한편, FTA 협정 체결 이후, 국내 농촌은 농산물 시장의 국제 개방으로 농업 경쟁력과 입지가 점점 약화되어가고 있다. 값싸고 질 좋은 외국농산물의 수입은 해마다 급증하고 있으며, 기존의 농사방법은 경영 및 생산 비용이 높아 가격경쟁력이 낮다. 이에 따라, 차별화되고, 경쟁력을 갖춘 고부가가치의 기능성 농산물을 개발해야 할 필요성이 증대되고 있다. 더불어 최근의 농산물 안전성과 기능성 문제로 유기농산물의 수요가 급증하고 있다. 이에 따라, 친환경 자연농법 활성화, 기능성 농산물 개발 등으로 시장 경쟁력을 높이려는 연구개발이 각 지역에서 진행되고 있다.

특히, 항암 및 항산화 식품으로 관심이 고조되고 있는 토마토의 부가가치를 높이기 위하여, 본원에서는 토마토의 기능성을 강화시키는 기술을 본 발명에서 제공하고자 한다.

본 발명의 목적은 토마토의 부산물, 산야초, 약초, 해초 및 스테비아를 포함하는 토마토 재배용 액비 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 (a) 토마토의 부산물 : 산야초 : 약초 : 해초 : 스테비아를 1:1:1:1:1 의 중량비로 혼합하는 단계; (b) 상기 (a)의 혼합액 100 중량부에 대하여, 천일염 및 부엽토를 각각 0.2 중량부로 혼합하는 단계; 및 (c) 상기 (b)의 혼합액을 상온에서 숙성하는 단계;를 포함하는 토마토 재배용 액비의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 토마토의 부산물, 산야초, 약초, 해초 및 스테비아를 1:1:1:1:1 의 중량비로 혼합하는 액비 조성물로서, 상기 산야초는 소리쟁이, 갈대 및 양미역취이고, 상기 약초는 삽주, 인삼 및 배초향이며, 상기 해초는 미역, 세모가사리, 톳 및 진두발 중에서 3종 이상 선택하는 것인 토마토 재배용 액비 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 토마토는 가지과(Solanaceae)에 속하는 토마토(Lycopersicon esculentum)인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 토마토의 부산물은 토마토의 열매 및 목질화되지 않은 줄기인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 산야초는 소리쟁이, 갈대 및 양미역취인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 약초는 삽주, 인삼 및 배초향인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 해초는 미역, 세모가사리, 톳 및 진두발인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 베타카로틴, 플라보노이드 또는 폴리페놀의 함량을 증가시키는 것일 수 있다.

또한, 본 발명은 (a) 토마토의 부산물 : 산야초 : 약초 : 해초 : 스테비아를 1:1:1:1:1의 중량비로 혼합하는 단계; (b) 상기 (a)의 혼합액 100 중량부에 대하여, 천일염 및 부엽토를 각각 0.2 중량부로 혼합하는 단계; 및 (c)상기 (b)의 혼합액을 상온에서 숙성하는 단계;를 포함하며, 상기 산야초는 소리쟁이, 갈대 및 양미역취이고, 상기 약초는 삽주, 인삼 및 배초향이며, 상기 해초는 미역, 세모가사리, 톳 및 진두발 중에서 3종 이상 선택하는 것인 토마토 재배용 액비의 제조방법을 제공한다.

삭제

본 발명에 따른 토마토 재배용 액비 조성물은 토마토의 부산물, 산야초, 약초, 해초 및 스테비아를 유효성분으로 포함하며, 상기 액비 조성물에 의해 성장한 토마토는 베타카로틴, 플라보노이드 또는 폴리페놀의 함량이 증가되는 효과가 있어 본 발명의 조성물은 기능성 강화된 토마토의 생산에 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 토마토액비, 산야초(3종), 약초(3종), 해초(3종) 및 스테비아의 혼합 액비를 처리하는 경우 베타카로틴, 플라보노이드 및 폴리페놀의 함량에 대한 증가율을 나타낸 결과이다. z: 대조군2은 유기농을 처리한 것이며, 따라서 일반재배 대조군과 비교하였다면 2배 이상 차이가 났을 것으로 예상되며, 이는 일반 처리군보다 유기농처리군에서 기능성 물질이 보통 2배 이상 높다는 것이 일반적이기 때문임(2008년 타임지 발표). y: 표 1에서, 고추액비+산야초(3종)+약초(3종)+해초(3종)+스테비아: 총혼합액비(5%), 6회 관수.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 재료 및 방법

본 발명의 재료인 토마토는 "미니찰" 품종을 이용하였고, 완주지방에서 3월 15일 파종하고 5월 17일에 정식하였다. 종자를 파종한 후, 초기 육모시기의 온도관리는 15∼25℃로 관리하고, 정식이후에는 자동온도 조절기를 이용하여 18∼30℃로 관리하였으나, 고온기에는 최고온도가 잠시 동안 40℃에 가깝게 이르기도 하였다. 광환경은 자연광에 맞추어 맑은 날 기준으로 육묘기는 최대 6-8만 Lux, 수확기는 8-10 Lux로 관리하였다. 수분관리는 육묘기는 마르지 않게 충분히 관수하였고, 정식이후에는 점적호스를 설치하여 pF2.6 이하로 도달했을 때, 충분히 관수하여 관리하였다.

실시예 2. 토마토의 기능성 향상을 위한 액비시험 처리방법

대조군을 포함한 모든 처리구는 10a기준 퇴비 3,000kg, 볏집 2,000kg을 밑거름을 주고, 각 실험군은 표 1에 나타내었다. 특히, 액비 제조는 100L 통에 각 실험군 80L (표 1의 T2 내지 T11), 천일염 200g 및 부엽토 200g을 혼합하여 상온에서 1년 이상 숙성하여 제조하였다(저서 "친환경 유기농업", 저자 조영상, 자연을 닮은 사람들).

처리	내 용
대조2	퇴비 10a당 3,000kg, 볏짚 2,000kg을 밑거름으로 시비
T2	산야초(3종)
T3^z	토마토+산야초
T4	약초(3종)
T5	(TB)^y+인삼+감태 ※총혼합액비(5%)
T6	(TB)+멸치+어분 ※총혼합액비(5%)
T7	(TB)+인삼+감태+당밀 ※총혼합액비(5%)
T8	(TB)+멸치+어분+당밀 ※총혼합액비(5%)
T9	(TB)+스테비아 ※총혼합액비(5%)
T10	(TB)+함초 ※총혼합액비(5%)
T11	(TB)+멸치+어분+스테비아 ※총혼합액비(5%)

z: 100물통에 토마토열매+목질화 되지 않은 줄기+산야초+천일염 200g+부엽토200g혼합하여 1년 이상 부숙 발효함, T2∼T11 모두 내용물만 다르고 조제 방법은 T3와 같음

y: TB: 토마토액비+산야초(3종)+약초(3종)+해초(3종), 총혼합액비(5%)

실시예 3. 성분의 함량측정 방법

3.1. 비타민 C 분석법

표준품은 0.1 g의 아스코르브산(Ascorbic acid; Sigma, St.Louis, Mo, USA)을 100 ml volumetric flask에 정확하게 칭량하여 1,000 mg/L 용액을 만들고, 이를 희석하여 최종농도가 1, 10, 50, 100 mg/L 이 되도록 제조하였다. 표준용액의 제조에는 HPLC 등급물을 사용하였다. HPLC(NANOSPACE SI-2, SHISEIDO, Japan) 와 PDA Detector를 사용하였다. 분석조건은 하기 표 2와 같다.

Classification	Condition
Instrument	NANOSPACE SI-2, SHISEIDO, JAPAN
Detector	PDA detector(Theromo Fisher, USA)
Analytical column	SHISEIDO MG120 C18 4.6 * 250mm
Column oven Temp.	40 ℃
Mobile phase	0.05 M KH₂PO₄ : ACN 98 : 2
Flow rate	0.5 ml/min
Wave length(nm)	254 nm
Injection volume	5 ul

3.2. 베타카로틴 분석법

0.2% 아스코르브산 20 ml를 섞고, 80℃ 항온수조에서 15분 동안 음파처리(sonication)를 한 후, 3분 동안 얼음에 두었다. 이후, 60% KOH 5ml을 섞고, 80℃ 항온수조에서 30분 동안 검화시킨 후, 5분 동안 얼음에서 두었다. 5ml의 D.W. 와 5ml의 n-헥산을 섞고, 3000 rpm 로 원심분리하여 상층액을 모으고 다시 5ml의 D.W. 와 5ml의 n-헥산을 섞은 후 총 3회의 원심분리하였다. 상층액은 N2 가스로 헥산이 증발되고 추출액이 남으며, 이동상(MeOH+TBME)으로 희석되었다. 분석조건은 하기 표 3와 같다.

Classification	Condition
Instrument	NANOSPACE SI-2, SHISEIDO, JAPAN
Detector	PDA detector(Theromo Fisher, USA)
Analytical column	SHISEIDO MG120 C18 4.6 * 250mm
Column oven Temp.	40 ℃
Mobile phase	MeOH : TBME : D.W : TEA 40 : 56 : 4 : 0.1
Flow rate	1 mL/min
Wave length(nm)	450 nm
Injection volume	10 μL

3.3. 플라보노이드 분석법

시료 일정량을 칭량하고 80% 에탄올 30 mL를 가하고, Shaker를 사용하여 20분간 교반하였다. 70℃에서 1시간 동안 초음파 추출한 후 원심분리 (20,000 rpm, 15분)를 하여 상층액을 취하였다. 표준용액 및 시험용액을 각각 0.5 mL 씩 대조액과 시험액용으로 두 개의 시험관에 취하였다. 증류수 2.0 mL, 5% NaNO2 0.15 mL를 가하여 충분히 교반하였다. 6분 후 0.15 mL 10% AlCl3 ·6H2O 용액을 가하여 5분간 정치시킨 후 1mL 1 M NaOH 용액을 가한 후 교반하였다. 실온에서 15분간 정치 후 reagent blank를 대조액으로 하여 510 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질의 농도별 흡광도와 각 농도별 공시험의 흡광도의 차를 이용하여 표준물질의 검량선을 작성하였다. 표준물질로 quercetin을 이용하여 검량선을 작성하였고 플라보노이드 함량은 시료 중량 100g 당 mg quercetin equivalent으로 나타내었다. 함량은 하기 수학식 1에 의해 계산되었다.

[수학식 1]

총 플라보노이드 함량(mg/g) = C × (a × b) / S

C : 시험용액 중의 총 플라보노이드 함량(mg/mL)

S : 시료 채취량(g)

a : 시험용액의 전량(mL)

b : 희석배수

3.4. 폴리페놀 분석법

시료 일정량을 칭량하고 80% 에탄올 30 mL를 가하고, Shaker를 사용하여 20분간 교반하였다. 70℃에서 1시간 동안 초음파 추출한 후 원심분리 (20,000 rpm, 15분)를 하여 상층액을 취하였다. 표준용액 및 시험용액을 각각 1 mL 씩 시험관에 취하였다. 증류수 8 mL와 1N Phenol reagent(Folin& Ciocalteu’s Phenol reagent) 1mL를 가한 후 충분히 교반하였다. 5분 후 1 mL 15% Na2CO3용액 1mL를 가하여 실온에서 2시간 정치시킨 후 760 nm에서 흡광도를 측정하였다. 표준물질의 농도별 흡광도와 각 농도별 공시험의 흡광도의 차를 이용하여 표준물질의 검량선을 작성하였다. 표준물질로 gallic acid을 이용하여 검량선을 작성하였고 폴리페놀 함량은 시료 중량 100g 당 mg gallic acid equivalent으로 나타내었다. 함량은 하기 수학식 2에 의해 계산되었다.

[수학식 2]

총 폴리페놀 함량(mg/g) = C × (a × b) / S

C : 시험용액 중의 총 폴리페놀 함량(mg/mL)

S : 시료 채취량(g)

a : 시험용액의 전량(mL)

b : 희석배수

실시예 4. 액비처리 결과

실시예 방법에 의하여 대조군 및 각 실험군에 대하여 베타카로틴, 비타민 C, 플라보노이드 및 폴리페놀의 함량을 측정하였다.

그 결과, T9로 표시된 실험군에서 베타카로틴, 비타민 C, 플라보노이드 및 폴리페놀의 함량이 확연히 증가하였음을 확인하였다(표 4).

처리번호	베타카로틴 (ug/100g)	비타민 C (mg/100g)	플라보노이드 (mg/100g)	폴리페놀 (mg/100g)
대조1(시장판매)	225.83	41.10	9.81	49.50
대조2(유기농)	236.86	54.43	13.65	69.85
T2^z	248.52	59.43	12.80	64.60
T3	217.81	53.89	14.92	63.82
T4	218.45	53.67	11.76	56.08
T5	197.58	62.25	11.84	59.98
T6	206.70	52.44	12.59	65.15
T7	265.71	60.32	12.36	75.70
T8	210.17	53.86	10.89	69.51
T9(출원 액비)	337.92	55.93	18.32	83.78
T10	217.58	59.32	11.75	63.88
T11	256.05	57.04	16.10	79.58
평균	236.60	55.31	13.07	66.79

삭제

실시예 3. 기능성 향상비율 결과

상기 표 2의 결과로부터, 베타카로틴, 비타민 C, 플라보노이드 및 폴리페놀의 함량에 대한 증가율을 계산하였다. 표 3에서 보듯이, 베타카로틴은 대조군에 비해 149.6%, 비타민 C는 136.1%, 플라보노이드는 186.7%, 폴리페놀은 169.3% 각각 증가되었다. 그런데, 대조군 자체는 유기농을 처리한 것으로서, 일반적으로 재배한 대조군과 비교한다면 상기의 차이는 2배 이상이라고 볼 수 있다. 이에 대한 근거는 2008년 타임지 발표에 따른 것으로서, 일반 처리군에 비해 유기농 처리군의 경우 기능성 물질이 보통 2배 이상 높다는 것이 일반적이라는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 토마토액비, 산야초(3종), 약초(3종), 해초(3종) 및 스테비아의 혼합 액비를 처리하는 경우 토마토에서 기능성 물질이 향상됨을 확인하였다.

이로써, 본 발명에 따른 액비 조성물은 항산화물질의 함량을 높여 고기능성 고부가가치의 토마토 생산기술을 제공할 수 있다.

처리번호	베타카로틴 (ug/100g)	비타민 C (mg/100g)	플라보노이드 (mg/100g)	폴리페놀 (mg/100g)
대조1(시장판매)	225.83	41.10	9.81	49.50
대조2(유기농)^z	236.86	54.43	13.65	69.85
T9(출원 액비) ^y	337.92	55.93	18.32	83.78
대조1 대비 출원 항산화물질 향상비율 (%)	149.6	136.1	186.7	169.3

z: 대조2가 유기농처리구 임, 따라서 일반재배 대조구를 대비했다면 2배이상 차이가 났을 것으로 예상됨. 그것은 이미 일반 처리구보다 유기농처리구가 기능성 물질이 보통 2배 이상 높다는 것이 일반적임(2008년 타임지 발표)

y: 표3 참조, 토마토액비+산야초(3종)+약초(3종)+해초(3종)+스테비아: 총혼합액비(5%), 6회관수

실시예 4. 생육특성 차이 결과

각 실험군을 처리한 경우 초장, 마디수, 엽장, 엽폭 등의 생육특성에 대한 차이가 나타나지는 않았다.

따라서, 토마토의 생육특성에 대한 향상이 아닌, 베타카로틴, 플라보노이드 또는 폴리페놀 등의 기능성 향상을 위한 액비 조성물을 제공한다.

Claims

토마토의 부산물, 산야초, 약초, 해초 및 스테비아를 1:1:1:1:1 의 중량비로 혼합하는 액비 조성물로서,
상기 산야초는 소리쟁이, 갈대 및 양미역취이고,
상기 약초는 삽주, 인삼 및 배초향이며,
상기 해초는 미역, 세모가사리, 톳 및 진두발 중에서 3종 이상 선택하는 것인 토마토 재배용 액비 조성물.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 토마토의 부산물은 토마토의 열매 및 목질화되지 않은 줄기인 것을 특징으로 하는 조성물.
삭제
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 조성물은 베타카로틴, 플라보노이드 또는 폴리페놀의 함량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 조성물.
(a) 토마토 부산물 : 산야초 : 약초 : 해초 : 스테비아를 1:1:1:1:1 의 중량비로 혼합하는 단계;
(b) 상기 (a)의 혼합액 100 중량부에 대하여, 천일염 및 부엽토를 각각 0.2 중량부로 혼합하는 단계; 및
(c) 상기 (b)의 혼합액을 상온에서 숙성하는 단계; 를 포함하며,
상기 산야초는 소리쟁이, 갈대 및 양미역취이고,
상기 약초는 삽주, 인삼 및 배초향이며,
상기 해초는 미역, 세모가사리, 톳 및 진두발 중에서 3종 이상 선택하는 것인 토마토 재배용 액비의 제조방법.
삭제
제 8 항에 있어서,
상기 토마토 부산물은 토마토의 열매 및 목질화되지 않은 줄기인 것을 특징으로 하는 제조방법.
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